JP5114404B2 - デバイスのテストデータ入手 - Google Patents

Description

本特許出願は、一般的にはデバイスのテストデータを入手することにより具体的には漸進及び適応サンプリングを用いてテストデータを入手することに関する。

［関連出願の相互参照］
本願は２００５年８月４日に提出された米国仮出願第６０／７０５，６３９号に対し優先権を主張するものであり、同出願の内容はここで参照により、あたかも全文がここに記載されているかのように、本願にて援用される。

半導体デバイス性能は様々な作動パラメータへの変更にともない変化する。新しいデバイスの産出高と収益を高めるには、デバイスの生産に用いる製造工程から一連の所望の作動条件にわたって安定性のあるデバイスが確実に生産されることを早期に確認することが望ましい。製造工程から一連の所望の作動条件にわたって安定性のあるデバイスが絶えず生産されることを保証するため、生産中にごく一部のデバイスをサンプリングすることもまた品質管理にとって有益である。一連の条件にわたってデバイスの安定性を確認するテスト手法は一般的に「シュムー（ｓｈｍｏｏ）」または「シュムープロット（ｓｈｍｏｏ ｐｌｏｔ）」として知られている。

シュムープロットには１次元、２次元、３次元が、あるいはことによるとＮ次元がある。シュムープロットの各次元は１つ以上の可変のデバイスパラメータに相当する。かかるデバイスパラメータには、デバイス電源電圧（Ｖｄｄ）、デバイスクロック周波数／周期、及びデジタル入力または出力電圧が含まれる。ただし、デバイスの作動を確認するにあたり、またはデバイスの問題を突き止めるにあたり、どのデバイスパラメータでも使用できる。

シュムープロットの生成に用いるテストデータ等、テストデータは自動テスト装置（ＡＴＥ）から入手できる。ＡＴＥは、半導体、電子回路、プリント回路基板アセンブリ等のデバイスをテストする、自動化された、通常ならばコンピュータによって駆動される、システムである。ＡＴＥによってテストされるデバイスはテスト対象デバイス（ＤＵＴ）と呼ばれる。

本特許出願では、漸進及び適応サンプリングを用いてテストデータを入手する、コンピュータプログラム製品を含む、方法及び装置を説明する。

一般的に、本発明は一態様においてテスト対象デバイスのテストデータを入手することを指向し、これは漸進サンプリングを用いて一連のパラメータの第１の点で前記デバイスをテストすることにより前記テストデータの第１の部分を入手することと、適応サンプリングを用いて前記一連のパラメータの第２の点で前記デバイスをテストすることにより前記テストデータの第２の部分を入手することとを含む。本発明のこの態様はまた、下記の特徴の内１つ以上を含んでよい。

前記テストデータの前記第１の部分を入手することは、このセットに含まれる第１の点の数が閾値を超過するか否かを判定することを含んでよい。この態様は、前記セットに含まれる第１の点の前記数が前記閾値を超過しない場合に、漸進サンプリングを遂行することと、テストすることと、補完を遂行することとを繰り返すことを含んでよい。前記セットに含まれる第１の点の前記数が前記閾値を超過する場合は、前記テストデータの前記第２の部分を入手できる。前記テストデータの前記第２の部分を入手することは、第２の点のセットを識別するため前記テストデータに適応サンプリングを遂行することと、第２のテスト結果を出すため第２の点の前記セットで前記デバイスをテストすることと、前記テストデータの一部を生成するため前記第２のテスト結果を用いて補完を遂行することとを含んでよい。前記テストデータの前記第２の部分を入手することは、適応サンプリングに関係する基準を設定することと、前記基準を満たす前記テストデータにさらなる点があるか否かを判定することと、前記さらなる点から前記第２の点の別のセットを識別するため前記テストデータで適応サンプリングを遂行することと、さらなる第２のテスト結果を出すため第２の点の前記別のセットにて前記デバイスをテストすることと、前記テストデータの一部を生成するため前記さらなる第２のテスト結果を用いて補完を遂行することとを含んでよい。

前記の態様はまた、前記テストデータを規定するパラメータを指定することを含んでよく、尚ここで前記テストデータは第１の点の前記セットと第２の点の前記セットとを含む複数の点を含んでよく、さらに所定の量を上回る前記複数の点がテストを受けたか否かを判定することとを含んでよい。この態様はまた、前記所定の量を上回る前記複数の点がテストを受けていない場合に、漸進サンプリングを用いて識別された前記テストデータの第３の点で前記デバイスをテストすることにより前記テストデータの第３の部分を入手することを含んでよい。前記テストデータの不在部分を入手するため前記テストデータの前記第１及び第２の部分を用いて補完を遂行してよく、前記第１及び第２の部分と前記不在部分とを用いて前記テストデータを表示してよい。

漸進サンプリングは、前記第１の点を入手するため概ね均一の分布で前記テストデータをサンプリングすることを含んでよい。適応サンプリングは、前記第２の点を入手するため前もってサンプリングされた前記テストデータの点に基づき前記テストデータをサンプリングすることを含んでよい。前記テストデータは、第１及び第２の次元を有するグリッドを含んでよく、ここで前記第１の次元は前記デバイスに関係する第１のパラメータに相当し、前記第２の次元は前記デバイスに関係する第２のパラメータに相当する。テストすることは、前記第２のパラメータを踏まえて前記第１のパラメータを入手すること、または前記第１のパラメータを踏まえて前記第２のパラメータを入手することを含んでよい。前記デバイスは半導体デバイスを含んでよく、前記テストデータはシュムープロットとして表現してよい。

添付の図面と以降の説明に１つ以上の例の詳細を示す。本発明のさらなる特徴と態様と利点は、説明と図面と請求項とから明らかになるであろう。

異なる図の中で同様の参照番号は同様の要素を示す。

ここではテスト対象デバイスのテストデータを入手する方法を説明する。この方法は、漸進サンプリングを用いて一連のパラメータの第１の点でデバイスをテストすることによりテストデータの第１の部分を入手することと、適応サンプリングを用いて一連のパラメータの第２の点でデバイスをテストすることによりテストデータの第２の部分を入手することとを含む。図示されたシュムープロット等、シュムープロットの生成の脈絡で方法を説明するが、本発明はシュムープロットの生成を伴う使用に限定されない。むしろここで説明する方法は、任意のデバイスからテストデータを入手することに、さらにそのテストデータを任意の方法で表現することに、役立てることができる。

図１乃至３にはシュムープロットの例が示されている。図１は、デバイスクロック周期に対するＶｄｄ（デバイス電源電圧）のシュムープロットを示す。図２は、デバイスクロック周期に対するＶｏｌ（デジタルピン出力電圧）のシュムープロットを示す。図１及び２のシュムープロットは、２つのデバイスパラメータを変化させながらパラメータ値の交差点でデバイスに対するテストの合格／失格結果を評価する２次元シュムープロットである。シュムープロットはグレイスケールであってもよい。図３は、８つのデバイスピンの結果を同時にテストしプロットする「アイダイアグラム」のシュムープロットを示す。白色は全８個のピンがテストに合格することを意味し、黒色は全８個のピンがテストに失格することを意味し、灰色は、いくつかのピンがテストに合格し、いくつかのピンがテストに失格することを意味する。

図４を参照し、半導体デバイス等のテスト対象デバイス（ＤＵＴ）１８をテストするシステム１０は、自動テスト装置（ＡＴＥ）や他の類似するテストデバイス等、テスター１２を含む。テスター１２を制御するため、システム１０は有線接続１６を介してテスター１２とつながるコンピュータシステム１４を含む。コンピュータシステム１４は通常、ＤＵＴ １８をテストするためルーチン及び関数の実行を開始するコマンドをテスター１２へ送る。このようにテストルーチンを実行することにより、テスト信号の生成とこれのＤＵＴ １８への送信と、ＤＵＴからの応答の収集とを開始できる。例えばＤＵＴは、集積回路（ＩＣ）チップ等の半導体デバイスであってよい（例えばメモリチップ、マイクロプロセッサ、アナログ−デジタル変換器、デジタル−アナログ変換器、その他）。

テスト信号を提供しＤＵＴから応答を収集するため、テスター１２はＤＵＴ １８の内部回路のためインターフェイスを提供する１つ以上のコネクタピンへ接続される。いくつかのＤＵＴをテストするため、例えば６４本の、または１２８本の（またはそれ以上の）、コネクタピンをテスター１２へつなぐことができる。例証を目的とし、この例では半導体デバイステスター１２が有線接続を介してＤＵＴ １８の１コネクタピンへ接続される。導体２０（例えばケーブル）はピン２２へ接続され、ＤＵＴ １８の内部回路へテスト信号（例えばＰＭＵテスト信号、ＰＥテスト信号、その他）を送達するために使われる。導体２０はまた、半導体デバイステスター１２によって提供されるテスト信号に応じてピン２２にて信号を感知する。例えば、テスト信号に応じてピン２２にて電圧信号または電流信号を感知でき、解析のため導体２０を介してテスター１２へ送信できる。かかる単独ポートテストはＤＵＴ １８に含まれる他のピンで遂行することもできる。例えば、テスター１２は他のピンへテスト信号を提供でき、（提供された信号を送達する）導体を介して反射する関連信号を収集できる。反射信号を回収することにより、ピンの入力インピーダンスの特性を、その他の単独ポートテスト数量と併せて、つかむことができる。これとは別のテストシナリオでは、ＤＵＴ １８でデジタル値を蓄積するため導体２０を介してピン２２へデジタル信号を送ることができる。デジタル値を蓄積したＤＵＴ １８にアクセスし、蓄積デジタル値を回収し、導体２０を介してテスター１２へ蓄積デジタル値を送ることができる。そして回収したデジタル値を識別することにより適切な値がＤＵＴ １８に蓄積されていたか否かを判定できる。

１ポート測定を遂行することに加え、半導体デバイステスター１２によって２ポートテストを遂行することもできる。例えば、導体２０を介してピン２２へテスト信号を注入でき、ＤＵＴ １８の１つ以上の他のピンから応答信号を収集できる。この応答信号を半導体デバイステスター１２へ提供することにより、利得応答、位相応答、その他スループット測定数量等の数量を判定できる。

図５を併せて参照し、テスト信号を送信し、ＤＵＴ（１つまたは複数のＤＵＴ）の複数のコネクタピンからこれを回収するため、半導体デバイステスター１２は、多数のピンと通信できるインターフェイスカード２４を含む。例えば、インターフェイスカード２４はテスト信号を、例えば３２、６４、または１２８本のピンへ、送信でき、対応する応答を収集できる。通常、ピンへ至る各々の通信リンクはチャネルと呼ばれ、多数のチャネルへテスト信号を提供することによって複数のテストを同時に遂行できるため、テスト時間は短縮する。インターフェイスカードに多数のチャネルを用意することに加え、複数のインターフェイスカードをテスター１２に含めることによって総チャネル数は増し、テスト時間はさらに短縮する。この例では、複数のインターフェイスカードをテスター１２に取り入れることができることを実証するため、２つのさらなるインターフェイスカード２６及び２８が図示されている。

各々のインターフェイスカードは、特定のテスト機能を遂行する専用集積回路（ＩＣ）チップ（例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））を含む。例えばインターフェイスカード２４は、パラメトリック測定ユニット（ＰＭＵ）テストとピンエレクトロニクス（ＰＥ）テストとを遂行するＩＣチップ３０を含む。ＩＣチップ３０は、ＰＭＵテストを遂行する回路を含むＰＭＵステージ３２と、ＰＥテストを遂行する回路を含むＰＥステージ３４とを有する。加えて、インターフェイスカード２６及び２８は、ＰＭＵ及びＰＥ回路を含むＩＣチップ３６及び３８をそれぞれ含む。ＰＭＵテストでは通常、入力及び出力インピーダンス、電流漏れ、その他ＤＣ性能特性等の数量を判定するためＤＣ電圧または電流信号をＤＵＴへ提供する。ＰＥテストでは、ＤＵＴの性能をさらに特性化するため、ＡＣテスト信号及び波形をＤＵＴ（例えばＤＵＴ １８）へ送信し、応答を収集する。例えばＩＣチップ３０は、ＤＵＴで蓄積されるバイナリ値のベクトルを表すＡＣテスト信号をＤＵＴへ送信できる。これらのバイナリ値を格納するＤＵＴにテスター１２がアクセスすることにより、適切なバイナリ値が蓄積されていたか否かを判定できる。デジタル信号は通常、急激な電圧過渡を含むため、ＩＣチップ３０上のＰＥステージ３４の回路はＰＭＵステージ３２の回路に比べてやや高い速度で作動する。

インターフェイスカード２４からＤＵＴ １８にかけてＤＣ及びＡＣテスト信号及びアナログ波形を通過させるため、伝導トレース４０はＩＣチップ３０をインターフェイスボードコネクタ４２へ接続し、インターフェイスボードコネクタ４２はインターフェイスボード２４の内外で信号を通過させる。インターフェイスボードコネクタ４２は導体４４にも接続され、導体４４はインターフェイスコネクタ４６へ接続され、インターフェイスコネクタ４６はテスター１２を行き来する信号の通過を可能にする。この例では、テスター１２とＤＵＴ １８のピン２２との間の双方向信号通過のため、導体２０がインターフェイスコネクタ４６へ接続されている。一部の機構では、テスター１２からＤＵＴにかけて１つ以上の導体を接続するためインターフェイスデバイスを使用できる。例えば、各ＤＵＴピンへのアクセスを提供するためＤＵＴ（例えばＤＵＴ １８）をデバイスインターフェイスボード（ＤＩＢ）上に載置できる。かかる機構においては、ＤＵＴのしかるべきピン（例えばピン２２）にテスト信号を配置するため導体２０をＤＩＢへ接続できる。

この例では、信号の送達と収集のため、伝導トレース４０と導体４４だけがＩＣチップ３０とインターフェイスボード２４とへそれぞれ接続されている。ただしＩＣチップ３０（ならびにＩＣチップ３６及び３８）は通常、（ＤＩＢ経由で）信号を提供しＤＵＴから信号を収集するため、複数の伝導トレースと対応する導体とへそれぞれ接続された複数（例えば８本、１６本）のピンを有する。加えて、一部の機構においてはインターフェイスカード２４、２６、及び２８によって提供されるチャンネルを１つまたは複数のテスト対象デバイスへつなぐため、２つ以上のＤＩＢへテスター１２を接続してよい。

インターフェイスカード２４、２６、及び２８によって遂行されるテストを開始し制御するため、テスター１２は、テスト信号を生成しＤＵＴ応答を解析するためのテストパラメータ（例えば、テスト信号電圧レベル、テスト信号電流レベル、デジタル値、その他）を提供するＰＭＵ制御回路４８とＰＥ制御回路５０とを含む。ＰＭＵ制御回路４８とＰＥ制御回路５０は１つ以上のＩＣの部分であってよく、あるいはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）等の処理デバイスによって実装されてよい。テスター１２はコンピュータインターフェイス５２をも含み、同コンピュータインターフェイス５２は、テスター１２によって実行される操作をコンピュータシステム１４が制御することを可能にし、さらにテスター１２とコンピュータシステム１４との間でデータ（例えば、テストパラメータ、ＤＵＴ応答、その他）の通過を可能にする。

コンピュータシステム１４は、ここで説明するプロセスに従ってテスター１２からテスト結果を入手する。そのプロセスはこの例でそれらのテスト結果に基づき１つ以上のシュムープロットを生成するが、これとはタイプの異なる表現を生成することもできる。かかる表現は、シュムープロットの場合のようにグラフィカルであってよく、グラフィカルでなくともよい。ここで説明するプロセスは、漸進及び適応サンプリング手法に部分的に基づく。端的に、同プロセスは、漸進サンプリングを用いて識別される一連のパラメータの第１の点でデバイスをテストすることによってテストデータの第１の部分を入手することと、適応サンプリングを用いて識別される一連のパラメータの第２の点でデバイスをテストすることによってテストデータの第２の部分を入手することとを含む。テストデータの第２の部分は第１の部分に欠けているデータを含み得る。まずは漸進及び適応サンプリング手法の説明から、より詳しい解説をこの後に続ける。

漸進サンプリングは、低速データ経路でデジタル画像を送信して画像の低解像度版を速やかに表示し、それからより多くの画像データが送信されるにつれて画質を徐々に高めていく手段として開発された。グリッドサンプリングと呼ばれる漸進サンプリングの一種は、粗いグリッド上で画像をサンプリングし、さらに不在のピクセルを埋めるため、サンプリングされたピクセルを右下へコピーすることによって残りのピクセルを補完する。そして漸進サンプリングの次の段階（ｐｈａｓｅ）が前のグリッドの２倍の解像度で遂行され、同じピクセルコピー手法により補完される。これは全てのピクセルがサンプリングされるまで続く。図６ａ乃至６ｅは、この種の漸進サンプリングの段階を図１のシュムープロットの脈絡の中で示している。シュムープロットの脈絡から外れて漸進サンプリングを遂行することもできる。

図６ａ乃至６ｅに示す漸進グリッドサンプリングは、次のレベルのグリッドを出すため連続する各段階で４倍の数の点をサンプリングする。より細かい漸進的増加が望まれる場合には、図６ａ乃至６ｅに示された段階を３つのより小さい副段階（ｓｕｂ−ｐｈａｓｅ）に分割できる。図７ａ乃至７ｃは、図６ｂの段階がより小さい３つの副段階に分割される様子を示している。第１の副段階（図７ａ）は前のグリッドの中心で点をサンプリングする。第２の副段階（図７ｂ）は前のグリッドにおける点間の垂直中心で点をサンプリングする。第３の副段階（図７ｃ）は前のグリッドにおける点間の水平中心で点をサンプリングする。

適応サンプリングは、大量情報内容を伴う点を優先的にサンプリングすることを目標とし、サンプリングすべき次の点を選択する基礎として以前にサンプリングされた点を使用する。シュムープロットでは通常、合格／失格の遷移に沿って情報が集中する。したがって、適応サンプリングはシュムーの脈絡の中で合格／失格の遷移に集中する。ほかの脈絡ではこれが当てはまらないことがある。

図８は、漸進及び適応サンプリングを使用する、テストデータを入手するプロセス６０を示す。プロセス６０がシュムープロットの脈絡で説明されていることがわかるが、任意の脈絡の中でテストデータを入手するため、さらにそのテストデータをグラフィカルに表現するため、または表現しないため、プロセス６０を応用できる。さらに、ここではプロセス６０を２次元プロットの脈絡で説明するが、プロセス６０は任意の次元（すなわち任意のパラメータ）のシュムープロットにも応用できる。

プロセス６０は、シュムープロットの所望解像度のほかに、Ｖｄｄ、クロック周期等、シュムープロットを規定するパラメータを指定するステップ（６１）から始まる。プロセス６０は、シュムープロットにて所定の量の点がサンプリングされるまで（６４）、シュムープロットの（凡そ）均一な漸進サンプリングを遂行する（６２）。サンプリングされる各点につきデバイスのテストが遂行される（６３）。プロセス６０はテスト結果を受け取り、それらをシュムープロットのサンプリング済み点へ取り入れる。例えば、ある特定のＶｄｄ値とある特定のクロック周期でテストが行われるなら、プロセス６０は、そのテストの結果を、例えば合格（白）または失格（黒）を、反映するためシュムープロットを更新する。

漸進均一サンプリングの各段階の後、プロセス６０は、シュムープロットの不在点を入手するため、サンプリング済み点から入手したテストデータを用いてシュムープロットを補完する（６５）。非シュムープロット脈絡では、専ら入手済みテストデータからテストデータを補完するため補完を遂行できる。プロセス６０はその後、出来上がった補完済みシュムープロット（場合によっては他の表現）を表示する（６６）。漸進サンプリングを通じて所定の量（例えばパーセンテージ）を上回る点がシュムープロット上でサンプリングされると（６４）、プロセス６０は、補完済みシュムープロットを使用する適応サンプリングの遂行に切り替わる。

適応サンプリングも段階的に遂行される。サンプリングの候補となる点は漸進均一サンプリングを続けることによって選択できるが（６７）、全ての点が正確にサンプリングされるわけではない。所与の点をサンプリングするか、それともサンプリングしないかの決定は、評価モジュールによって下される。この評価モジュールは、シュムープロットでまだサンプリングされていない各点につき基準を規定する。基準は、直前のサンプリング段階の補完済みシュムープロットから判定できる。この基準が所定の閾値を超過する場合は（６９）、適応サンプリングを使って点がサンプリングされる（７０）。つまり、サンプリング済みの各点でデバイステストが遂行される。プロセス６０はテスト結果を受け取り、それらをシュムープロット（場合によっては他の表現）のサンプリング済み点に取り入れる。

適応サンプリングの段階が完了すると、プロセス６０はシュムープロットの不在点を入手するため補完を遂行し（６５）、さらにプロセス６０は出来上がった補完済みシュムープロットを表示する（６６）。上で説明したとおり、プロセス６０は非シュムー脈絡の中で専ら不在データを入手するため補完を遂行する（６５）。その後、出来上がった補完済みシュムープロットを基礎とし適応サンプリングの次の段階が遂行される。点の基準が閾値を超過せず（６９）、所定の量を上回るシュムープロットがサンプリングされ（７２）、且つ全ての点がまだサンプリングされていない場合（７４）、プロセス６０は漸進均一サンプリングのさらなる段階を遂行し、その後に適応サンプリングへ戻る。これは、シュムープロット全体がサンプリングされるまで、またはユーザーが、例えば手動で、あるいはプロセス６０によって遂行される最大サンプリング量を事前に指定することにより、サンプリングを終結させるまで続く。

より具体的に、漸進均一サンプリングの段階が完了した時点で、もしもシュムープロットの中で新しい特徴物（ｆｅａｔｕｒｅ）が見つかっていたなら、適応サンプリングへ戻る。新しい特徴物が見つかっていない場合は、漸進均一サンプリングのさらなる段階が遂行され、プロセス６０は、ユーザーがサンプリングを止めるか、またはシュムープロットの中で全ての点がサンプリングされるまで続く。

プロセス６０の特定部分のさらなる詳細を以下に示す。

プロセス６０で使用できる漸進均一サンプリングの例は、図６ａ乃至６ｅと図７ａ乃至７ｃとの関係で上述した副段階で遂行されるグリッドサンプリングと、Ｇ． Ｒａｍｐｏｎｉ ａｎｄ Ｓ． Ｃａｒｒａｔｏ， ”Ａｎ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｉｒｒｅｇｕｌａｒ Ｓａｍｐｌｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（漸進的伝送のための適応イレギュラーサンプリング法）”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， Ｖｏｌ． ２， １９９８， ｐｐ． ７４７−７５１で説明されている擬似ポアソンディスク（ＰＰＤ）ランダムサンプリングとを含み、同書の内容はここで参照により、あたかも全文がここに記載されているかのように、本願にて援用される。例えば一実装において、シュムープロットの点の２．５％を含む段階でランダムサンプリングが遂行され、漸進サンプリングから適応サンプリングへ切り替える閾値パーセンテージはシュムープロットの点の６％である。非シュムープロットの脈絡でも同様のデータパーセンテージでランダムサンプリングを遂行できる。グリッドサンプリングを用いて遂行されるプロセス６０を「漸進適応グリッドサンプリング」と呼び、ランダムサンプリングを用いて遂行されるプロセス６０を「漸進適応ランダムサンプリング」と呼ぶ。

プロセス６０の補完を遂行するため、双一次及び双三次補完器等、従来の画像補完器を使用できる。一実装において、補完器は双一次補完器に類似し、さらに上で参照により援用された”Ａｎ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｉｒｒｅｇｕｌａｒ Ｓａｍｐｌｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（漸進的伝送のための適応イレギュラーサンプリング法）”で説明されている４最近傍（４ＮＮ）補完器に類似する。この場合は、シュムープロットのサンプルを８ビットグレイスケール（２５６値）に変換することによって補完を遂行できる。補完に先立ち合格値は２５５に、失格値はゼロに、設定される。補完器は、少なくとも２つのサンプリング済み点が見つかるまで、補完される点の周辺でますます大きい正方形領域を調べることによって作動する。次に補完器は、その正方形の中にある２つ、３つ、または４つの最寄サンプリング済み点に基づき線形補完を遂行する。もしも正方形の中でさらなるサンプリング済み点が見つかり、それらの点が補完済み点から第４の点と同じ距離にあるなら、それらの点も補完に使われる。

シュムープロットの適応サンプリングは理想的にはシュムープロットの中の遷移の近くに点を置くため、評価器はエッジ検出が可能なものであるべきである。３ｘ３ソーベル（Ｓｏｂｅｌ）フィルタや３ｘ３勾配フィルタ等、従来の画像処理エッジ検出器を評価器基準として使用することは可能である。しかしシュムープロットの構造はシンプルであるから、補完の結果として得られる値を評価器基準として使用したほうが効果的であることが分かっている。また、簡素な評価器を使用する場合に比べて３ｘ３エッジ検出器では遷移周辺のより広い帯域の中でサンプリングが行われるため、シュムープロットの中でサンプリングされる点が多くなることも分かっている。

稠密なサンプリングが望まれるエッジ近くの点は合格（２５５）または失格（０）とは異なる値を持つため、点の補完値に基づく簡素な評価器は良好に機能する。バイレベルシュムープロットの場合は、合格または失格から２．５％以上離れた点はサンプリングし（７と２４８との間のグレイスケール値）、この範囲から外れる値はサンプリングしない形に評価器の閾値を選択できる。グレイスケールシュムープロットは閾値レベルに対する感度が高いから、この場合は、合格または失格から１％以上離れた点をサンプリングし（３と２５２との間のグレイスケール値）、この範囲から外れる点はサンプリングしない閾値を使用する。シュムープロットがあまりにも複雑でグレイスケール写真画像のように見える場合は、３ｘ３ソーベルまたは勾配エッジ検出器を評価器として使用し、シュムープロット内のエッジ周辺で優先的にサンプリングする必要があることに注意されたい。

一実装において、プロセス６０で使用する適応サンプリングでは１回の漸進グリッドサンプリング副段階で評価器の基準を超過する全ての点をサンプリングする。適応サンプリングでは、グリッドの中で点をランダムに選択し、それらが評価器の基準を超過する場合には、それらの点をサンプリングする。適応サンプリングの各段階は、２．５％以上の点がサンプリングされるか、またはランダムに選択される候補点の数がシュムープロット内の総点数の１６倍を超過するまで続く。このランダムサンプリングのときに考慮すべき候補点の数に制限を課すことにより、適応サンプリングに長い時間がかかることは防げるが、グリッドサンプリングよりランダムで均一なサンプリングで、しかもさほど適応的ではないサンプリングに終わることがある。

図９ａ乃至９ｃは、漸進適応グリッドサンプリングを用いて図１のシュムープロットを生成するべく遂行されたプロセス６０の結果を示す。サンプリングされた点はＯで識別されている。図９ａは、漸進均一サンプリングが完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、７．４％の点がサンプリングされている。図９ｂは、適応サンプリングの４段階が完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、１１．５％の点がサンプリングされている。図９ｃは、適応サンプリングが完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、１９．７％の点がサンプリングされている。図９のシュムープロットは図１のそれと概ね同じである。

図１０ａ乃至１０ｃは、漸進適応ランダムサンプリングを用いて図１のシュムープロットを生成するべく遂行されたプロセス６０の結果を示す。上と同じく、サンプリングされた点はＯで識別されている。図１０ａは、漸進均一サンプリングが完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、７．５％の点がサンプリングされている。図１０ｂは、漸進適応サンプリングの２段階が完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、１２．６％の点がサンプリングされている。図１０ｃは、漸進適応サンプリングが完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、２５．１％の点がサンプリングされている。図１０ｃのシュムープロットは図１のそれと概ね同じである。

図９ａ乃至９ｃ及び１０ａ乃至１０ｃの例で、図１のシュムープロットを再現するにあたっては同シュムープロットの点の２０−２５％を実際にサンプリングすればよい。

図１１ａ乃至１１ｃは、漸進適応グリッドサンプリングを用いて図２のシュムープロットを生成するべく遂行されたプロセス６０の結果を示す。上と同じく、サンプリングされた点はＯで識別されている。図１１ａは、漸進均一サンプリングが完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、７．４％の点がサンプリングされている。図１１ｂは、適応サンプリングの４段階が完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、１４．３％の点がサンプリングされている。図１１ｃは、漸進適応サンプリングが完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、２８．８％の点がサンプリングされている。図１１ｃのシュムープロットは図２のそれと概ね同じである。

図１２ａ乃至１２ｃは、漸進適応ランダムサンプリングを用いて図２のシュムープロットを生成するべく遂行されたプロセス６０の結果を示している。上と同じく、サンプリングされた点はＯで識別されている。図１２ａは、漸進均一サンプリングが完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、７．５％の点がサンプリングされている。図１２ｂは、漸進適応サンプリングの３段階が完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、１５．１％の点がサンプリングされている。図１２ｃは、漸進適応サンプリングが完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、３０．０％の点がサンプリングされている。図１２ｃのシュムープロットは図２のそれと概ね同じである。

図１１ａ乃至１１ｃ及び１２ａ乃至１２ｃの例で、図２のシュムープロットを再現するにあたっては同シュムープロットの点の３０％を実際にサンプリングすればよい。

図１３ａ乃至１３ｆは、漸進適応グリッドサンプリングを用いて図３のシュムープロットを生成するべく遂行されたプロセス６０の結果を示す。上と同じく、サンプリングされた点はＯで識別されている。図１３ａは、漸進均一サンプリングが完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、６．２５％の点がサンプリングされている。図１３ｂは図１３ａでサンプリングされた点のプロットを示しており、ここでサンプリングされた点は白で示されている。図１３ｃは、適応サンプリングの４段階が完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、１１．８％の点がサンプリングされている。図１３ｄは、図１３ｃでサンプリングされた点のプロットを示している。図１３ｅは、漸進適応サンプリングが完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、２９．２％の点がサンプリングされている。このシュムープロットは図３の本来のシュムープロットと概ね同じである。図１３ｆは、図１３ｅでサンプリングされた点のプロットを示している。

図１４ａ乃至１４ｆは、漸進適応ランダムサンプリングを用いて図３のシュムープロットを生成するべく遂行されたプロセス６０の結果を示す。上と同じく、サンプリングされた点はＯで識別されている。図１４ａは、漸進均一サンプリングが完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、７．５％の点がサンプリングされている。図１４ｂは図１２ａでサンプリングされた点のプロットを示しており、ここでサンプリングされた点は白で示されている。図１４ｃは、適応サンプリングの２段階が完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、１２．５％の点がサンプリングされている。図１４ｄは、図１４ｃでサンプリングされた点のプロットを示している。図１４ｅは、漸進適応サンプリングが完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、３５．０％の点がサンプリングされている。このシュムープロットは図３の本来のシュムープロットと概ね同じである。図１４ｆは、図１４ｅでサンプリングされた点のシュムープロットを示している。

図１３ａ乃至１３ｆ及び１４ａ乃至１４ｆの例で、図３のシュムープロットを再現するにあたっては同シュムープロットの点の３０−３５％を実際にサンプリングすればよい。

プロセス６０の利点の１つは、これが大抵、シュムープロットの小さな特徴物を見逃さないことにある。つまりプロセス６０は、シュムープロットが完全にサンプリングされるまで漸進サンプリングと適応サンプリングとを切り替えながら、シュムープロットのサンプリングを続けることができる。シュムープロットの中で小さな特徴物を見つけるプロセスの能力を実証するため、これより図１５のテストシュムープロットを、図１６ａ乃至１６ｃ及び１７ａ乃至１７ｃに示すとおりにサンプリングする。

図１６ａ乃至１６ｃは、漸進適応グリッドサンプリングを用いて図１５のシュムープロットを生成するべく遂行されたプロセス６０の結果を示す。適応サンプリングは、シュムープロットの３１．１％がサンプリングされた後に完了する。この後、新しい特徴物が見つかるまでは漸進サンプリングに戻り、さらにその後適応サンプリングに戻る。シュムープロットの６２．２％がサンプリングされ、シュムープロットの中で全ての特徴物が見つかる。

具体的に、図１６ａは漸進均一サンプリングが完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、７．４％の点がサンプリングされている。図１６ｂは、適応サンプリングが完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、３１．１％の点がサンプリングされている。図１６ｃは、漸進及び適応サンプリングのさらなる段階が完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、６２．２％の点がサンプリングされている。図１６ｃのシュムープロットは図１５の本来のシュムープロットと概ね同じである。

図１７ａ乃至１７ｃは、漸進適応ランダムサンプリングを用いて図１５のシュムープロットを生成するべく遂行されたプロセス６０の結果を示している。適応サンプリングは、シュムープロットの３５．１％がサンプリングされた後に完了する。この後、新しい特徴物が見つかるまでは漸進サンプリングに戻り、さらにその後適応サンプリングに戻る。シュムープロットの４５．１％がサンプリングされると、シュムープロットの中で全ての特徴物が見つかる。

具体的に、図１７ａは漸進均一サンプリングが完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、７．５％の点がサンプリングされている。図１７ｂは、適応サンプリングが完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、３５．１％の点がサンプリングされている。図１７ｃは、漸進及び適応サンプリングのさらなる段階が完了した後に生成されたシュムープロットを示しており、４５．１％の点がサンプリングされている。図１７ｃのシュムープロットは図１５の本来のシュムープロットと概ね同じである。

シュムープロットの漸進適応サンプリングは、シュムープロットを取得するのにかかる時間を短縮するために使用する。したがって、ソフトウェアオーバーヘッドは比較的低く保つべきである。このセクションの全シュムープロットについて、２．８ＧＨｚのＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標） ４プロセッサと１ギガバイトのＲＡＭとを備えるＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標） ＸＰ（登録商標）を実行するコンピュータでソフトウェアオーバーヘッドを測定した。グリッド方式の漸進及び適応サンプリングのオーバーヘッドは平均で１点当たり２５０マイクロ秒であった。ランダム漸進及び適応サンプリングのオーバーヘッドは１点当たり１１０ｍｓだった。ここで使用したシュムープロットの場合、シュムープロットのサイズやシュムープロットの形状に応じてこれらの時間が著しく異なることはない。

１０ｍｓ乃至１００ｍｓの標準的シュムー点取得時間を踏まえ、漸進適応サンプリングによって生じるソフトウェアオーバーヘッドは、取得すべき点の数の減少によって相殺されて余りある。図９ａ乃至９ｃにおけるＶｏｌ対周期シュムープロットの漸進適応グリッドサンプリングの例で、１点当たり１０ｍｓの取得時間を伴う全シュムープロットサンプリング時間は約１０．８９秒である。漸進適応グリッドサンプリングを用いて３１４個の点をサンプリングする場合の取得時間は約３．２２秒であり、シュムープロットの中で全１０８９個の点をサンプリングするよりほぼ７０％の時間節約になる。このシナリオの総ソフトウェアオーバーヘッドは約７８．５ｍｓであり、これは約２．５％のオーバーヘッドにあたり、シュムープロットで８個の点を追加して取るのとほぼ同じである。より長い点当たりの取得時間を伴う、またはコード最適化を伴うシュムープロットの場合、このパーセンテージはさらに小さくなるかもしれない。

グリッドサンプリングとランダムサンプリングにはそれぞれ異なる利点がある。グリッドサンプリングには、これがシンプルであること、そしてサンプリングすべき点が比較的少ないという利点がある。より具体的に、規則的間隔によるサンプリングから、多大なオーバーヘッドを伴わずに均一にサンプリングされたプロットが得られる。ここで説明したシンプルな構造を持つシュムーの例で、本来のシュムープロットを正確に再現するにあたってサンプリングする必要のある点は、ランダムサンプリングを使うよりグリッドサンプリングを使うほうが少ない。

ランダムサンプリングには、少ないオーバーヘッドですむという利点がある。いくつかの実装において、ランダムサンプリングに求められるソフトウェアオーバーヘッドは、グリッドサンプリングに求められるソフトウェアオーバーヘッドの半分に満たないことがある。

ここで説明した例は、漸進及び適応サンプリングを使用した場合に、シュムープロット全体を行ごとにサンプリングする場合よりシュムープロット時間を８０％も短縮できることを実証するものである。漸進適応サンプリングはまた、ユーザーにシュムープロットの低解像度版を速やかに提示するのに役立つ。ここで説明した実装では、シュムープロットの特徴物の形状について仮定を立てておらず、シュムープロットの中で比較的小さな特徴物を捕らえそこなうことは滅多になく、シュムープロットが完全にサンプリングされるまでは適応サンプリングを続けることができる。

プロセス６０は、例えばプログラム可能プロセッサ、１つのコンピュータ、または複数のコンピュータ等のデータ処理装置によって実行される、またはこれの作動を制御する、コンピュータプログラム製品により、すなわち情報担体にて、例えばマシン可読格納デバイスにて、または伝播信号にて、実体的に具現されるコンピュータプログラムにより、少なくとも部分的には実装できる。例えば、入力スイッチ６２と出力スイッチ６４とへ印加される制御信号はコンピュータ制御できる。

コンピュータプログラムは、コンパイラ型言語やインタープリタ型言語を含むあらゆる形のプログラミング言語で記述でき、さらにこれは、独立プログラムとして、またはモジュール、コンポーネント、サブルーチン、演算環境の中での使用に適したその他の単位等、あらゆる形で配備できる。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータで、または１箇所にあるか複数の箇所に分散しネットワークによって相互に接続された複数のコンピュータで、実行されるべく配備できる。

プロセス６０の実装に関連する操作は、較正プロセスの機能を遂行するため１つ以上のコンピュータプログラムを実行する１つ以上のプログラム可能プロセッサによって遂行できる。プロセス６０の全部または一部は、専用ロジック回路として、例えばＦＰＧＡ（フィールドプログラム可能ゲートアレイ）及び／またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）として実装できる。

コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサは、例えば汎用及び専用マイクロプロセッサと、デジタルコンピュータのあらゆる類の１つ以上のプロセッサとを含む。プロセッサは一般的に、読み取り専用メモリ、またはランダムアクセスメモリ、または両方から命令とデータとを受け取る。コンピュータの構成要素は、命令を実行するプロセッサと、命令及びデータを格納する１つ以上のメモリデバイスとを含む。

プロセス６０は、ここで説明した漸進及び適応サンプリングとの使用に限定されない。あらゆるタイプの漸進及び適応サンプリングを使用できる。加えて、プロセス６０はシュムープロットとの使用に限定されず、むしろあらゆるタイプのデータ、グレイスケール画像等の画像、その他を、サンプリングするため使用できる。

ここで説明した様々な実施形態の構成要素は、上で具体的に示さなかった他の実施形態を形成するため組み合わせることができる。ここで具体的に説明しなかった他の実施形態もまた、添付の請求項の範囲内にある。

シュムープロットの例を示す。 シュムープロットの例を示す。 シュムープロットの例を示す。 デバイスをテストするＡＴＥのブロック図。 ＡＴＥで使われるテスターのブロック図。 ピクセルコピー補完を伴う漸進サンプリングの段階を示す。 副段階サンプリングを伴う漸進サンプリングの段階を示す。 シュムープロットを生成するプロセスを示す。 漸進適応グリッドサンプリングを用いて生成された図１のシュムープロットの３つの段階を示す。 漸進適応ランダムサンプリングを用いて生成された図１のシュムープロットの３つの段階を示す。 漸進適応グリッドサンプリングを用いて生成された図２のシュムープロットの３つの段階を示す。 漸進適応ランダムサンプリングを用いて生成された図２のシュムープロットの３つの段階を示す。 漸進適応グリッドサンプリングを用いて生成された図３のシュムープロットの段階を示す。 漸進適応ランダムサンプリングを用いて生成された図３のシュムープロットの段階を示す。 サイズの異なる特徴物を有するシュムープロットの一例を示す。 漸進適応グリッドサンプリングを用いて生成された図１５のシュムープロットの３つの段階を示す。 漸進適応ランダムサンプリングを用いて生成された図１５のシュムープロットの３つの段階を示す。

Claims (20)

1. テスト対象デバイスのテストデータを入手する方法であって、
   漸進サンプリングを用いて一連のパラメータの複数の第１の点で前記デバイスをテストすることにより前記テストデータの第１の部分を入手するステップ、及び
   前記第１の点のセットに含まれる第１の点の数が閾値を超過する場合に、適応サンプリングを用いて前記一連のパラメータの複数の第２の点で前記デバイスをテストすることにより前記テストデータの第２の部分を入手するステップ
   を交互に行なうステップ
   を備える方法。
2. 前記第１の部分を入手するステップは、
   前記第１の点の前記セットを識別するため漸進サンプリングを遂行するステップと、
   第１のテスト結果を出すため第１の点の前記セットで前記デバイスをテストするステップと、
   前記テストデータの一部を生成するため前記第１のテスト結果を用いて補完を遂行するステップと、
   を備える請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の部分を入手するステップはさらに、
   前記セットに含まれる第１の点の前記数が前記閾値を超過するか否かを判定するステップと、
   前記セットに含まれる第１の点の前記数が前記閾値を超過しない場合に、漸進サンプリングを遂行するステップと、テストするステップと、補完を遂行するステップとを繰り返すステップと、
   を備える請求項２に記載の方法。
4. 前記第２の部分を入手するステップは、
   第２の点のセットを識別するため適応サンプリングを遂行するステップと、
   第２のテスト結果を出すため第２の点の前記セットで前記デバイスをテストするステップと、
   前記テストデータの一部を生成するため前記第２のテスト結果を用いて補完を遂行するステップと、
   を備える請求項３に記載の方法。
5. 前記第２の部分を入手するステップはさらに、
   適応サンプリングに関係する基準を設定するステップと、
   前記基準を満たすさらなる点があるか否かを判定するステップと、
   前記さらなる点から第２の点の別のセットを識別するため適応サンプリングを遂行するステップと、
   さらなる第２のテスト結果を出すため第２の点の前記別のセットで前記デバイスをテストするステップと、
   前記テストデータの一部を生成するため前記さらなる第２のテスト結果を用いて補完を遂行するステップと、
   を備える請求項４に記載の方法。
6. さらに、
   前記テストデータを規定するパラメータを指定するステップであって、前記パラメータは、第１の点の前記セットと第２の点の前記セットとを含む複数の点を備えるステップと、
   所定の量を上回る前記複数の点がテストを受けたか否かを判定するステップと、
   前記所定の量を上回る前記複数の点がテストを受けていない場合に、漸進サンプリングを用いて識別された複数の第３の点で前記デバイスをテストすることにより前記テストデータの第３の部分を入手するステップと、
   を備える請求項４に記載の方法。
7. さらに、
   前記テストデータの不在部分を入手するため前記テストデータの前記第１及び第２の部分を用いて補完を遂行するステップと、
   前記第１及び第２の部分と前記不在部分とを用いて前記テストデータを表示するステップと、を備える請求項１に記載の方法。
8. 漸進サンプリングは、前記第１の点を入手するため概ね均一な分布で前記テストデータをサンプリングするステップを備え、
   適応サンプリングは、前記第２の点を入手するため前もってサンプリングされた前記テストデータの点に基づき前記テストデータをサンプリングするステップを備える、請求項１に記載の方法。
9. 前記テストデータは第１及び第２の次元を有するグリッドを備え、前記第１の次元は前記デバイスに関係する第１のパラメータに相当し、前記第２の次元は前記デバイスに関係する第２のパラメータに相当する、請求項１に記載の方法。
10. 前記デバイスは半導体デバイスを備え、前記テストデータはシュムープロットとして表現される、請求項１に記載の方法。
11. テスト対象デバイスのテストデータを入手するにあたって使用される実行可能命令を格納するべく構成された１つ以上のマシン可読媒体であって、前記命令は機能、すなわち、
    漸進サンプリングを用いて一連のパラメータの複数の第１の点で前記デバイスをテストすることにより前記テストデータの第１の部分を入手する機能、及び
    前記第１の点のセットに含まれる第１の点の数が閾値を超過する場合に、適応サンプリングを用いて前記一連のパラメータの複数の第２の点で前記デバイスをテストすることにより前記テストデータの第２の部分を入手する機能
    を交互に実行させる機能を少なくとも１つのマシンに遂行させる、１つ以上のマシン可読媒体。
12. 前記第１の部分を入手することは、
    前記第１の点の前記セットを識別するため漸進サンプリングを遂行することと、
    第１のテスト結果を出すため第１の点の前記セットで前記デバイスをテストすることと、
    前記テストデータの一部を生成するため前記第１のテスト結果を用いて補完を遂行することと、
    を備える請求項１１に記載の１つ以上のマシン可読媒体。
13. 前記第１の部分を入手することはさらに、
    前記セットに含まれる第１の点の前記数が前記閾値を超過するか否かを判定することと、
    前記セットに含まれる第１の点の前記数が前記閾値を超過しない場合に、漸進サンプリングを遂行することと、テストすることと、補完を遂行することとを繰り返すことと、
    を備える請求項１２に記載の１つ以上のマシン可読媒体。
14. 前記第２の部分を入手することは、
    第２の点のセットを識別するため適応サンプリングを遂行することと、
    第２のテスト結果を出すため第２の点の前記セットで前記デバイスをテストすることと、
    前記テストデータの一部を生成するため前記第２のテスト結果を用いて補完を遂行することと、
    を備える請求項１３に記載の１つ以上のマシン可読媒体。
15. 前記第２の部分を入手することはさらに、
    適応サンプリングに関係する基準を設定することと、
    前記基準を満たすさらなる点があるか否かを判定することと、
    前記さらなる点から第２の点の別のセットを識別するため適応サンプリングを遂行することと、
    さらなる第２のテスト結果を出すため第２の点の前記別のセットで前記デバイスをテストすることと、
    前記テストデータの一部を生成するため前記さらなる第２のテスト結果を用いて補完を遂行することと、
    を備える請求項１４に記載の１つ以上のマシン可読媒体。
16. 前記命令はまた、機能すなわち、
    前記テストデータを規定するパラメータを指定する機能であって、前記パラメータは、第１の点の前記セットと第２の点の前記セットとを含む複数の点を備える機能と、
    所定の量を上回る前記複数の点がテストを受けたか否かを判定する機能と、
    前記所定の量を上回る前記複数の点がテストを受けていない場合に、漸進サンプリングを用いて識別された複数の第３の点で前記デバイスをテストすることにより前記テストデータの第３の部分を入手する機能とを、前記少なくとも１つのマシンに遂行させる、請求項１４に記載の１つ以上のマシン可読媒体。
17. 前記命令はまた、機能すなわち、
    前記テストデータの不在部分を入手するため前記テストデータの前記第１及び第２の部分を用いて補完を遂行する機能と、
    前記第１及び第２の部分と前記不在部分とを用いて前記テストデータを表示する機能とを、前記少なくとも１つのマシンに遂行させる、請求項１１に記載の１つ以上のマシン可読媒体。
18. 漸進サンプリングは、前記第１の点を入手するため概ね均一な分布で前記テストデータをサンプリングすることを備え、
    適応サンプリングは、前記第２の点を入手するため前もってサンプリングされた前記テストデータの点に基づき前記テストデータをサンプリングすることを備える、請求項１１に記載の１つ以上のマシン可読媒体。
19. 前記テストデータは第１及び第２の次元を有するグリッドを備え、前記第１の次元は前記デバイスに関係する第１のパラメータに相当し、前記第２の次元は前記デバイスに関係する第２のパラメータに相当する、請求項１１に記載の１つ以上のマシン可読媒体。
20. 前記デバイスは半導体デバイスを備え、前記テストデータはシュムープロットとして表現される、請求項１１に記載の１つ以上のマシン可読媒体。

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